3.2 Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen Ir. Jeroen van Oostrum 1,2 Drs. Mark Van Houdenhoven 1,2 Dr. Ir. Gerhard Wullink 1,2 Dr. Ir. Erwin Hans 3 Dr. Johann Hurink 4 Dr. Geert Kazemier 1,5 1. Afdeling OK H-gebouw, Erasmus MC, Rotterdam 2. Afdeling IC H-gebouw, Erasmus MC, Rotterdam 3. Vakgroep Operationele Methoden voor Productie en Logistiek, Universiteit Twente, Enschede 4. Vakgroep Discrete Wiskunde en Mathematisch Programmeren, Universiteit Twente, Enschede 5. Afdeling Algemene Heelkunde, Erasmus MC, Rotterdam Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen 113
Samenvatting Het gebruik van een cyclische OK-planningsmethode zorgt voor een efficiënte OK-benutting en een spreiding van de werkdruk op IC. De verantwoordelijkheid voor de patiëntplanning ligt bij artsen. De realiseerbare efficiëntiewinst van de planningsmethode hangt samen met het patiëntvolume en de patiëntmix. Samenwerking van artsen, managers en wiskundigen zorgt voor een kwalitatief betere OK-planningsmethode die toepasbaar is in de praktijk. 114 Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen
Inleiding Het plannen van operaties zonder rekening te houden met het verblijf van een patiënt op vervolgafdelingen, zoals de IC, resulteert in piekvragen op deze afdelingen. Het gevolg van deze piekvragen is dat het aanbod van IC-behoeftige patiënten het aantal beschikbare schaarse bedden overstijgt en operaties worden afgezegd of spoedopnamen van buiten worden geweigerd of doorverwezen 1. Bovendien veroorzaken fluctuaties in het aanbod van IC-behoeftige patiënten leegstand op de IC, doordat meer bedden nodig zijn om fluctuaties op te vangen die vervolgens gemiddeld minder vaak benut worden. Het gelijkmatig spreiden van de werkdruk op de IC door een verbeterde OK-planningsmethode, vermindert het aantal afgezegde operaties en geweigerde opnamen. Dit verbetert de kwaliteit van zorg. De toenemende kosten van de gezondheidszorg zorgen voor een toenemende druk op ziekenhuizen om hun beschikbare middelen optimaal te benutten. Het is algemeen bekend dat goede planningsmethoden hierbij een hulpmiddel zijn. Een goede planningsmethode houdt daarbij onder andere rekening met de onvoorspelbaarheid van de operatieduur en de onzekere aankomst van spoedpatiënten. De dagelijkse praktijk laat zien dat een groot deel van de taken van artsen, zoals polidagen en OK-dagen, repetitief zijn gepland. Een OK-planningsmethode die hierop inspeelt, sluit dus goed aan bij de dagelijkse praktijk. Uit de industrie zijn voorbeelden bekend die laten zien dat het gebruik van cyclische plannen leiden tot een betere benutting van schaarse middelen 2,3. Een soortgelijk repetitief of cyclisch plan voor de OK noemen we een Master Surgical Schedule (MSS). In dit artikel presenteren we een cyclische OK- planningsmethode en onderzoeken we de voordelen van het gebruik ervan. We evalueren deze methode op OK-benutting en de spreiding van de werkdruk op de IC voor drie typen ziekenhuizen die verschillen qua patiëntvolume en patiëntmix. Dataverzameling Het Erasmus MC registreert data van haar operaties en IC-opnamen sinds 1994. Uit deze uitgebreide database gebruiken we de frequentie van operaties, de duur van operaties, de standaarddeviatie van de duur van operaties en de gemiddelde ligduur van patiënten op de IC per operatie. We classificeren alle operaties in operatietypen. Op basis van de aldus verkregen Erasmus MC-dataset zijn drie virtuele ziekenhuizen (type A, B en C) van verschillende omvang en met een verschillende patiëntmix gecreëerd (zie Tabel 1). We hebben daarbij gepoogd een virtueel academisch ziekenhuis te representeren (type A), een groot perifeer ziekenhuis (type B) en een kliniek. Voor ieder ziekenhuis type nemen we aan dat verschillende artsen van verschillende specialismen op één dag van dezelfde kamer gebruik kunnen maken. 1. McManus ML, Long MC, Copper A, Mandell J, Berwick DM, Pagano M et al. Variability in Surgical Caseload and Access to Intensive Care Services. Anesthesiology 2003;98:1491-6. 2. Schmidt E, Dada M, Ward J, Adams D. Using cyclic planning to manage capacity at ALCOA. Interfaces 2001;31:16-27. 3. Tayur S. Improving Operations and Quoting Accurate Lead Times in a Laminate Plant. Interfaces 2000;30:1-15. Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen 115
Ziekenhuis type Totale jaarlijkse operatieduur (uren) Gemiddelde operatieduur (minuten) Standaard Deviatie (minuten) Gemiddelde aantal benodigde IC-bedden per dag voor operaties in het MSS A 18549 142 36 6 B 18861 104 30 5 C 9323 63 20 2 Tabel 1. Overzicht karakteristieken van de drie ziekenhuistypen Technieken voor OK-planning De onzekerheid die inherent is in het zorgproces stelt hoge eisen aan een planningsmethode. Om de onzekerheid in operatieduur op te vangen, maken we gebruik van witte vlekken, ofwel reserve OK-tijd. In de dagelijkse praktijk én in de wetenschappelijke literatuur is dit een geëigende methode om onderzekerheid op te vangen 4-6. De witte vlekken verminderen de kans op overwerk en reduceren de maximale OK-benutting. De totale benodigde witte vlek-omvang bepaalt de kans op overwerk en is een keuze die door het management wordt gemaakt, gegeven de specifieke condities voor een ziekenhuis en haar casemix. Een cyclische OK-planningsmethode maakt gebruik van een basisrooster, het MSS. De constructie hiervan is belangrijk om een betere OK-benutting en IC-werkdrukspreiding te verkrijgen. Wij stellen een tweefasenaanpak voor met behulp van technieken uit de toegepaste wiskunde voor het opstellen van een MSS 7. In fase 1 wordt de OK-benutting gemaximaliseerd door beter gebruik te maken van de beschikbare OK-tijd. Daarmee wordt de hoeveelheid onbenutte OK-tijd geminimaliseerd. Dit wordt bereikt door sets van operatietypen te definiëren die de OK-tijd van een OK maximaal benutten, terwijl er rekening gehouden wordt met de onzekere duur door witte vlekken op te nemen. Een dergelijke set van operatietypen die uitgevoerd kan worden op één kamer noemen wij een Operating Room Day Schedule (ORDS). Deze ORDS-en worden geconstrueerd en geselecteerd door middel van een techniek genaamd kolom-generatie. In fase 2 wordt de geselecteerde set ORDS ingepland in de planningscyclus zodat de werkdruk op IC-afdelingen te spreiden. Door het inplannen van de ORDS-en op specifieke kamers en dagen wordt zo de werkdruk van de IC gespreid. Dit gebeurt door de IC-werkdruk op alle dagen binnen de cyclus te berekenen aan de hand van eerder uitgevoerde operaties en operaties die op die specifieke dag plaatsvinden. 4. Hoofwijk AGM, Van den Akker LHJM, Pinckaers JWM. De rijen gesloten. Medisch Contact 2000;55. 5. Gallivan S, Utley M, Treasure T, Valencia O. Booked inpatiënt admissions and hospital capacity: mathematical modelling study. BMJ 2002;324:280-2. 6. Hopp WJ, Spearman ML. Factory Physics - Foundations of Manufacturing Management. IRWIN, Boston, 1996. 7. Van Oostrum JM, Van Houdenhoven M, Hurink JL, Hans EW, Wullink G, Kazemier G. A model for generating Master Surgical Schedules to allow cyclic scheduling in operating room departments. Memorandum of the Faculty of applied mathematics of the University of Twente 2005;1789. 116 Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen
Fase 1: Construeren OK dagroosters OK rooster voor optimalisatie in Fase 2 Verwachte IC bedbezettting voor optimalisatie in Fase 2 Beschikbare OK-tijd Beschikbare OK-tijd Witte vlek Witte vlek Witte vlek Witte vlek Witte vlek 2 3 1 ORDS A Maandag Maandag 5 4 6 7 ORDS B ORDS C ORDS D ORDS F Woensdag Woensdag Vrijdag Witte vlek Witte vlek Witte vlek Witte vlek Witte vlek Gevolg voor de IC Beschikbare IC-bedden Beschikbare IC-bedden Maandag 3 2 Fase 2: Spreiden van de IC werklast Gevolg voor 2 5 3 de IC 6 7 4 1 ORDS A ORDS F ORDS D ORDS B ORDS C Maandag Maandag Woensdag Donderdag Vrijdag 1 7 1 2 Maandag Dinsdag 5 6 4 Dinsdag Woensdag Donderdag Vrijdag 7 3 6 5 Woensdag Donderdag Vrijdag Zaterdag 4 Zaterdag Zondag Zondag OK rooster na optimalisatie in Fase 2 Verwachte IC bedbezettting na optimalisatie in Fase 2 Figuur 1. Schematische weergave van de 2 fasen aanpak voor de constructie van een MSS Figuur 1 geeft een schematisch overzicht van de tweefasenaanpak. De beschreven algoritmiek is geprogrammeerd in een optimalisatiepakket genaamd AIMMS (Paragon decision technology B.V., Haarlem, Nederland) om MSS automatisch te construeren. De lengte van één MSS speelt een belangrijke rol: operatietypen worden in een MSS ingepland als deze gemiddeld minimaal eenmaal gedurende de MSS-lengte worden uitgevoerd. Een operatietype dat per jaar 30-maal wordt uitgevoerd, wordt dus wel ingepland in een MSS met de lengte van 2 weken en niet ingepland in een MSS met de lengte van 1 week. De MSS-lengte bepaalt dus welke operatietypen cyclisch ingepland kunnen worden en welke electieve operatietypen niet. Gebruik van een MSS Bij het gebruik van een cyclische planningsmethode worden sequentieel drie stappen doorlopen. Stap 1: artsen en managers bepalen de lengte van één MSS. Een MSS van deze lengte wordt vervolgens door middel van de hierboven beschreven methode geconstrueerd en zal repetitief gedurende een planningsperiode worden uitgevoerd (zie Figuur 2). Door de verwachte benodigde OK-tijd van electieve operaties met een lage frequentie en spoedoperaties vrij te houden binnen een MSS kunnen deze toch uitgevoerd worden. Stap 2: op wekelijks niveau worden de patiënten door hun arts toegewezen aan reeds ingeplande operatietypen. Artsen behouden dus de controle over de patiëntplanning. Tevens worden electieve operaties ingepland die niet zijn opgenomen in een MSS. In deze studie maken we daarbij gebruik van de First-Fit-methode 8. Hierbij wordt per OK de eerste patiënt uit een wachtlijst geselecteerd die, qua beschikbare tijd, geopereerd kan worden op de OK. Voor de te verwachte (semi-) spoed wordt voldoende tijd 8. Hans EW, Wullink G, Van Houdenhoven M, Kazemier G. Robust Surgery Loading. To appear in: European Journal of Operational Research 2006. Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen 117
MSS lengte MSS MSS MSS MSS Planningsperiode Figuur 2. Voorbeeld van het repetitief uitvoeren van een MSS gedurende een planningsperiode gereserveerd. Stap 3: op dagelijks niveau worden spoedoperaties ingepland en wordt het de uitvoering van het electieve programma gecontroleerd. De hierboven beschreven stappen kunnen gebruikt worden binnen een willekeurig ziekenhuis. Daarbij is de besproken spreiding van de werkdruk op de IC eveneens toepasbaar of andere bedafdelingen binnen een ziekenhuis. Het biedt dus een kant-en-klaarrecept voor een cyclische OK-planningsmethode. Berekende winst Figuur 3 toont het deel van de electieve operaties dat is opgenomen in een MSS voor de verschillende type ziekenhuizen en verschillende MSS-lengten. Deze figuur toont de grote invloed van de keuze voor een MSS-lengte op het deel van het electieve operatiepalet dat cyclisch wordt ingepland. Het deel van de electieve operaties dat niet is opgenomen in een MSS moet later, in stap 2 alsnog gepland worden. Tabel 2 toont de potentiële reductie van de benodigde OK-tijd voor MSS-en met verschillende MSS-lengten. Hieruit blijkt dat de reductie sterk samenhangt met de MSS-lengte en sterk verschilt per ziekenhuistype. Figuur 4 laat de verbetering in de werkdruk zien, zonder en met het gebruik van een MSS met een lengte van 2 weken in een type A-ziekenhuis. Resultaten voor andere MSS-lengten en andere ziekenhuis-typen zijn vergelijkbaar. 100% Deel van de operaties gepland in een MSS (%) 75% 50% 25% Ziekenhuistype A Ziekenhuistype B Ziekenhuistype C 0% 1 jaar 4 weken 2 weken 1 week MSS lengte Figuur 3. Weergave van het deel van het operatiepalet dat in een cyclisch plan opgenomen wordt, voor verschillende MSS lengten 118 Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen
Ziekenhuistype: 4 weken 2 weken 1 week A 4,2% 2,7% 1,1% B 6,3% 5,7% 2,8% C 8,6% 7,3% 4,9% Tabel 2. Jaarlijkse potentiële reductie van benodigde OK- tijd voor verschillende MSS lengten Uit de resultaten blijkt dat de toepasbaarheid van deze cyclische OK-planningsmethode het grootst is voor een type C-ziekenhuis (virtuele kliniek). Verder blijkt dat toepassing van de voorgestelde OK-planningsmethode in een type B ziekenhuis (virtueel groot perifeer ziekenhuis) meer winst oplevert dan in een type A-ziekenhuis (virtueel academisch ziekenhuis), met name winst ten aanzien van de OK-benutting. De resultaten tonen aan dat het gebruik van een cyclische OK-planningsmethode leidt tot potentiële winst voor ieder type ziekenhuis. Er is bij een MSS-lengte van 4 weken een reductie in de benodigde OK-tijd mogelijk van 8.6%, terwijl de werkdruk op de IC optimaal gespreid wordt. Discussie De resultaten van de studie tonen de toegevoegde waarde van een cyclische planningsmethode aan. Hiernaast zal er een aantal bijkomende voordelen zijn, zoals de mogelijkheid om het repetitieve OK-plan als communicatiemiddel te gebruiken tussen afdelingen. Een cyclisch plan geeft vastigheid om bedrijfsprocessen op elkaar op te stemmen. Bovendien kan het gebruik van een cyclisch plan de administratieve werklast verlagen, door de verbeterde afstemming zijn er bijvoorbeeld minder aanpassingen en her-plaatsingen van operaties in het OK-rooster noodzakelijk. De besproken OK-plannings-methode kan niet alleen gebruikt worden om de werkdruk op de IC te spreiden, maar is tevens toepasbaar voor de spreiding van de werkdruk op bijvoorbeeld andere bedafdelingen. Het gebruik van een reeds vooraf opgesteld MSS is eenvoudiger als operatietypen door verschillende artsen worden uitgevoerd. Deze flexibiliteit zorgt ervoor dat de agenda van een specifieke arts niet restrictief is voor het inplannen van patiënten. Bij een hoge graad van specialisatie kan het inplannen van patiënten gecompliceerd worden vanwege agendatechnische redenen. Dit kan tot gevolg hebben dat het onmogelijk is om patiënten toe te wijzen aan reeds ingeplande operaties, zodat herplannen noodzakelijk is. Een computer of een niet-medicus kan nooit de verantwoordelijkheid voor de patiëntplanning te dragen. Planningsmethoden moeten daarom ook niet gericht zijn op het nemen van medische beslissingen, maar op het ondersteunen van een arts hierin. De methode in dit artikel heeft dit als uitgangspunt: de patiënttoewijzing is de verantwoordelijkheid van de arts. Daarmee combineert deze methode de medische praktijk met efficiëntieverhogende, wiskundige technieken om tot een betere OK-planningsmethode te komen. Een accurate voorspelling van de operatieduur is essentieel voor de constructie van goede OK-roosters. Voorspellingen van bijvoorbeeld de operatieduur hangen mede af van de nauwkeurigheid van de operatieadministratie. Een goede registratie, administratie en beschikbaarheid van gegevens binnen een ziekenhuis zijn om die reden een rand-voor- Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen 119
waarde voor de constructie van goede OK-roosters 9. Een goede administratie kan efficiëntie verhogen, zonder enige verandering op medisch of organisatorisch vlak. De voordelen van een cyclische planningsmethode hangen sterk samen met de gekozen MSS-lengte en de patiëntmix van het betreffende ziekenhuis. Over het algemeen geldt dat de verbeteringen toenemen als de MSS-lengte groter wordt. Dit kan echter de implementatie bemoeilijken, vanwege organisatorische problemen en de benodigde afstemming met bijvoorbeeld personeelsroosters. Gebaseerd op deze studie blijkt dat de toepasbaarheid van een MSS groot is voor een ziekenhuistype met een klein aantal verschillende operatietypen met een kleine variatie in de operatieduur ten aanzien van de OK-benutting. Voor een implementatie van een nieuwe OK-planningsmethode is de samenwerking tussen artsen en managers een vereiste 10. Naast de hoge complexiteit in de zorg is de organisatie van zorg eveneens complex van aard. De samenwerking van professionals op het gebied van zorg, management en wiskunde biedt de mogelijkheid voor een hoge efficiëntie onder strikte medische randvoorwaarden. De besproken cyclische OK-planningsmethode is een voorbeeld van een efficiënte, verhogende organisatorische verandering zonder verlies van kwaliteit van zorg. 9. Van Houdenhoven M, Hans EW, Van Hoorn AF, Pullen N, Van Barneveld R, Krijgsman H et al. Eenduidige tijdregistratie operatiekamers: definitiesysteem maakt vergelijking werkprocessen mogelijk (Praktijk). Medisch Contact 2006;61:52-4. 10. Glouberman S,.Mintzberg H. Managing the care of health and the cure of disease--part I: Differentiation. Health Care Manage.Rev. 2001;26:56-69. 120 Hoge OK-benutting en minder afgevallen patiënten door cyclisch plannen